Electrónica Industrial “A”

Convertidores CD-CD

Electrónica Industrial “A”

SMPS

Dr. Ciro Alberto Núñez Gutiérrez

Electrónica Industrial “A”

Convertidores CD-CD

Convertidores CD-CD para fuentes de alimentación
•Los

convertidores CD-CD empleados en fuentes de alimentación
reciben el nombre de fuentes conmutados o SMPS por sus siglas en
inglés. Las potencias de estos sistemas están en un rango típicoinferior a 2500 W.

•De

acuerdo a la estructura y funciones existen tres esquemas
básicos:

• Convertidor reductor (Buck)
• Convertidor elevador (Boost)
• Convertidor reductor - elevador (Buck - Boost)
Dr. Ciro Alberto Núñez Gutiérrez

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Convertidores CD-CD

Convertidores CD-CD reductor (Buck)
Interruptor
de potencia

vO

L

Fuente dealimentación

VCD

D1

C

Carga

La tensión de salida es menor o igual que la tensión de entrada. El valor y
la regulación de la tensión en CD en la carga se obtiene con el interruptor
de potencia, que conmuta en alta frecuencia (superior a 20 kHz). También
existe un “ciclo de trabajo” en este tipo de convertidores.

Dr. Ciro Alberto Núñez Gutiérrez

Electrónica Industrial “A”Convertidores CD-CD

Convertidores CD-CD elevador (Boost)
L

vO

D1

Fuente de
alimentación

C

VCD

Carga

Interruptor
de potencia

Este tipo de convertidores generan una tensión de salida en CD igual o
superior a la tensión de entrada. Su uso está ampliamente difundido en
sistemas telefónicos y en equipos de cómputo. De manera similar al
convertidor Buck, el interruptor depotencia controla la tensión de salida.
Dr. Ciro Alberto Núñez Gutiérrez

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Convertidores CD-CD

Convertidor CD-CD reductor Interruptor
de potencia

elevador (Buck - Boost)

D1

Fuente de
alimentación

VCD

L

C

Carga

vO

Este tipo de convertidor genera una tensión de salida menor, igual o
mayor que la tensión de entrada, pero con polaridadinvertida. A través del
ciclo de trabajo en el interruptor de potencia se regula la tensión de salida.
Su uso está restringido debido a los esfuerzo en tensión y corriente que
sufre el interruptor de potencia.
Dr. Ciro Alberto Núñez Gutiérrez

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Convertidores CD-CD

Aplicaciones
La evolución de estos convertidores ha sido notoria:

•

•
•
•

Eldesarrollo de sistemas digitales ha impulsado el uso masivo de las
fuentes de alimentación conmutadas.

El objetivo es conseguir sistemas más eficientes, de menor volumen y
menor peso, asociados a un costo menor.
Los sistemas de alimentación conmutados, entre mayor sea la frecuencia
de operación, mayor es la densidad de potencia y fisicamente son más
pequeños los componentes discretos comoinductores y condensadores.
El dispositivo más empleado para la conmutación es el MOSFET.

Dr. Ciro Alberto Núñez Gutiérrez

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Choppers o troceadores
Convertidor reductor de 1 cuadrante
 Convertidor reductor de 2 y 4 cuadrantes

Dr. Ciro Alberto Núñez Gutiérrez

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Convertidores CD-CD

Choppers o troceadoresiCD
Interruptor de
potencia

S1
VCD

vL

iL
Motor
en CD

Los “choppers” o troceadores son
convertidores CD-CD que sirven
para elevar o reducir una tensión
en corriente directa.
Su principal campo de aplicación
es para control de motores de
corriente continua y para fuentes
de alimentación.
Un convertidor de 1 cuadrante
sólo puede entregar potencia a la
carga.

Dr. CiroAlberto Núñez Gutiérrez

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Convertidores CD-CD

Choppers o troceadores
Usos de los choppers

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En lugares donde es necesario controlar procesos a velocidad continua con
gran precisión (industria del papel).

En sistemas donde es necesaria un alto par de arranque a velocidad
variable (industria minera).
En sistemas de posicionamiento de gran...